C#泛型编程基础知识总结[转]

在项目中通过对项目不断更深的认识，运用了设计模式,就难免不运到开箱和装箱操作，通常的开箱和装箱操作对系统的性能有一定的影响。为了解决这一个问题，其中一种解决方案是运用泛型来解决。下面是C#2.0泛型的简单介绍和使用，便于在项目中灵活运用。

一、C#泛型演示

class Stack<T> 
{ 
    private T[] store; 
    private int size; 

    public Stack() 
    { 
        store = new T[10]; 
            size = 0; 
    } 

    public void Push(T x)
        { store[size++] = x; } 

    public T Pop()
        { return store[--size]; } 
}

二、C# 泛型简介
Stack<int> x = new Stack<int>();
x.Push(17);
所谓泛型，即通过参数化类型来实现在同一份代码上操作多种数据类型。泛型编程是一种编程范式，它利用"参数化类型"将类型抽象化，从而实现更为灵活的复用。C#泛型赋予了代码更强的类型安全，更好的复用，更高的效率，更清晰的约束。

三、C#泛型机制简介
C#泛型能力由CLR在运行时支持，区别于C++的编译时模板机制，和Java的编译时“茶匙发”，这使得泛型能力可以在各个支持CLR的语言之间进行无缝互操作。C#泛型代码在被编译为IL代码和元数据时，采用特殊的占位符来表示泛型类型，并用专有的IL指令支持泛型操作。而真正的泛型实例化工作以 "on-demand" 的方式，发生在JIT编译时。

四、C#泛型编译机制
一轮编译时，编译器只为Stack<T>类型产生"泛型版"的IL代码与元数据——并不进行泛型类型的实例化，T在中间只充当占位符JIT编译时，当JIT编译器第一次遇到Stack<int>时，将用int替换"泛型版"IL代码与元数据中的T——进行泛型类型的实例化。CLR为所有类型参数为"引用类型"的泛型类型产生同一份代码；但如果类型参数为"值类型"，对每一个不同的"值类型"，CLR将为其产生一份独立的代码。

五、C#泛型的几个特点
如果实例化泛型类型的参数相同，那么JIT编译器会重复使用该类型，因此C#的动态泛型能力避免了C++静态模板可能导致的代码膨胀的问题。

C#泛型类型携带有丰富的元数据，因此C#的泛型类型可以应用于强大的反射技术。

C#的泛型采用"基类, 接口, 构造器, 值类型/引用类型"的约束方式来实现对类型参数的 "显式约束",提高了类型安全的同时，也丧失了C++模板基于"签名"的隐式约束所具有的高灵活性。

六、C#泛型类与结构

class C<U, V>{}   //合法

class D: C<string,int>{}   //合法 

class E<U, V>: C<U, V>{}   //合法 

class F<U, V>: C<string, int>{}   //合法 

class G : C<U, V>{}   //非法

C#除可单独声明泛型类型（包括类与结构）外，也可在基类中包含泛型类型的声明。但基类如果是泛型类，它的类型参数要么已实例化，要么来源于子类（同样是泛型类型）声明的类型参数。

七、泛型类型的成员

class C<V>
{ 
    public V f1;      //声明字段 
    public D<V> f2;   //作为其他泛型类型的参数 
    public C(V x) 
    { 
       this.f1 = x; 
    } 
}

泛型类型的成员可以使用泛型类型声明中的类型参数。但类型参数如果没有任何约束，则只能在该类型上使用从System.Object继承的公有成员。

八、泛型接口

interface IList<T> 
{ 
    T[] GetElements(); 
} 

interface IDictionary<K,V> 
{ 
    void Add(K key, V value); 
}

// 泛型接口的类型参数要么已实例化，要么来源于实现类声明的类型参数

class List<T> : IList<T>, IDictionary<int, T> 
{ 
    public T[] GetElements() 
    {  return null;  } 

    public void Add(int index, T value) 
        { } 
}

九、泛型委托

delegate bool Predicate<T>(T value); 

class X 
{ 
    static bool F(int i) {} 
    static bool G(string s) {} 

    static void Main() 
    { 
        Predicate<string> p2 = G; 
        Predicate<int> p1 = new Predicate<int>(F); 
    } 
}

十、泛型方法
支持在委托返回值和参数上应用参数类型，这些参数类型同样可以附带合法的约束。

泛型方法简介
C#泛型机制只支持 "在方法声明上包含类型参数"——即泛型方法
C#泛型机制不支持在除方法外的其他成员（包括属性、事件、索引器、构造器、析构器）的声明上包含类型参数，但这些成员本身可以包含在泛型类型中，并使用泛型类型的类型参数泛型方法既可以包含在泛型类型中，也可以包含在非泛型类型中。

十一、泛型方法的声明与调用

public class Finder 
{ 
    // 泛型方法的声明 
    public static int Find<T>( T[] items,  T item) 
    { 
        for(int i=0;i<items.Length;i++)
        { 
            if (items[i].Equals(item))  
           { return i; } 
        } 
        return -1; 
    } 
} 

// 泛型方法的调用 
int i=Finder.Find<int>( new int[]{1,3,4,5,6,8,9}, 6);

十二、泛型方法的重载

class MyClass 
{
    void F1<T>(T[] a, int i); // 不可以构成重载方法 

    void F1<U>(U[] a, int i);

    void F2<T>(int x); // 可以构成重载方法 

    void F2(int x);

    void F3<T>(T t) where T : A; // 不可以构成重载方法 

    void F3<T>(T t) where T : B; 
}

十三、泛型方法的重写

abstract class Base 
{ 
    public abstract T F<T,U>(T t, U u) where U: T; 
    public abstract T G<T>(T t) where T: IComparable; 
} 

class Derived: Base
{ 
    //合法的重写，约束被默认继承 
    public override X F<X,Y>(X x, Y y){  } 

    //非法的重写，指定任何约束都是多余的 
    public override T G<T>(T t) where T: IComparable {} 
}

十四、泛型约束简介
C#泛型要求对"所有泛型类型或泛型方法的类型参数"的任何假定，都要基于"显式的约束"，以维护C#所要求的类型安全。"显式约束"由where子句表达，可以指定"基类约束"，"接口约束"，"构造器约束"，"值类型/引用类型约束"共四种约束。"显式约束"并非必须，如果没有指定"显式约束"，泛型类型参数将只能访问System.Object类型中的公有方法。

十五、基类约束

class A  
{    
    public void F1() {} 
} 

class B  
{  
    public void F2() {} 
} 

class C<S,T> 
where S: A   // S继承自A 
where T: B   // T继承自B 
{ 
    // 可以在类型为S的变量上调用F1， 
    // 可以在类型为T的变量上调用F2 
}

十六、接口约束

interface IPrintable  
{    void Print();  } 

interface IComparable<T>  
{ int CompareTo(T v); } 

interface IKeyProvider<T>  
{ T GetKey(); } 

class Dictionary<K,V> 
where K: IComparable<K> 
where V: IPrintable, IKeyProvider<K> 
{ 
    // 可以在类型为K的变量上调用CompareTo， 
    // 可以在类型为V的变量上调用Print和GetKey 
}

十七、构造器约束

class A 
{ 
    class B 
    { 

        class C<T> 
        { 
            public A() { }  
        } 

        public B(int i) { }  
    } 
} 

C<B> c=new C<B>();   // 错误，B 没有无参构造器 
where T : new() 

// 可以在其中使用T t=new T(); 

C<A> c=new C<A>();   // 可以，A 有无参构造器

十八、值类型/引用类型约束

public struct A 
{
    public class B
    {   

        class C<T> where T : struct 
        { } 
    } 

    // T 在这里面是一个值类型

    C<A> c=new C<A>();   //可以，A 是一个值类型 
} 

C<B> c=new C<B>();   //错误，B 是一个引用类型

来源：http://www.cnblogs.com/Charles2008/archive/2008/06/11/1217294.html